一、類的加載

上一篇我們有分析非懶加載類的加載過程，接下來我們可以在_read_images方法中打印一下，以驗(yàn)證是否加載了我們自己創(chuàng)建的類。

// Realize non-lazy classes (for +load methods and static instances)
    for (EACH_HEADER) {
        classref_t *classlist = 
            _getObjc2NonlazyClassList(hi, &count);
        for (i = 0; i < count; i++) {
            Class cls = remapClass(classlist[i]);
            printf("_getObjc2NonlazyClassList Class:%s\n",cls->mangledName());
            if (!cls) continue;

通過打印結(jié)果你會發(fā)現(xiàn)，所有實(shí)現(xiàn)了+load方法的類都被正常打印，沒有實(shí)現(xiàn)這個(gè)方法的則沒有打印。

懶加載類和非懶加載類有什么區(qū)別？
看上面代碼注釋：Realize non-lazy classes (for +load methods and static instances)。

1.1 懶加載類的加載

那么懶加載類是什么時(shí)候加載的？我們可以調(diào)用調(diào)用一下Dog類的alloc方法

alloc.png

然后進(jìn)入跟入到lookUpImpOrForward方法（這是一個(gè)很重要的方法）,alloc是一個(gè)類方法，那此時(shí)cls就應(yīng)該是Dog的元類，inst就是真正的對象。

lookUpImpOrForward.png

但是我們通過LLDB發(fā)現(xiàn)，這個(gè)inst還只是一個(gè)地址，說明Dog還沒有被初始化。

ro&rw.png

1.2 總結(jié)

下面總結(jié)一下懶加載類加載的流程：

1. 類第一次加載的時(shí)候沒有緩存，所以會來到_class_lookupMethodAndLoadCache3 -> lookUpImpOrForward
2. lookUpImpOrForward會做一次[圖片上傳中...(懶加載類.png-c5360e-1593754564326-0)]
   判斷，如果沒有實(shí)現(xiàn)(!cls->isRealized())，會來到realizeClassWithoutSwift，也就是最終實(shí)現(xiàn)類加載的地方。

懶加載類和非懶加載類的調(diào)用堆棧如下：

懶加載類.png

非懶加載類.png

二、分類的加載

2.1 分類的底層實(shí)現(xiàn)

為了探究分類的底層實(shí)現(xiàn)，我們先新建一個(gè)分類:

@interface Dog (test)

@property (nonatomic,strong) NSString *name;
- (void)sayHello;
+ (void)sayByebye;

@end

用clang命令重寫一下：

clang -rewrite-objc Dog+test.m -o category.cpp

在文件末尾，我們可以看到底層方法剛好對應(yīng)了分類代碼：

static struct _category_t _OBJC_$_CATEGORY_Dog_$_test __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_const"))) = 
{
    "Dog",
    0, // &OBJC_CLASS_$_Dog,
    (const struct _method_list_t *)&_OBJC_$_CATEGORY_INSTANCE_METHODS_Dog_$_test,
    (const struct _method_list_t *)&_OBJC_$_CATEGORY_CLASS_METHODS_Dog_$_test,
    0,
    (const struct _prop_list_t *)&_OBJC_$_PROP_LIST_Dog_$_test,
};
static void OBJC_CATEGORY_SETUP_$_Dog_$_test(void ) {
    _OBJC_$_CATEGORY_Dog_$_test.cls = &OBJC_CLASS_$_Dog;
}

為了看到分類相對完整的底層實(shí)現(xiàn)，建議給新建的分類添加實(shí)例方法、類方法、屬性。

_OBJC_$_CATEGORY_INSTANCE_METHODS_Dog_$_test：實(shí)例方法
_OBJC_$_CATEGORY_CLASS_METHODS_Dog_$_test：類方法
_OBJC_$_PROP_LIST_Dog_$_test：屬性
同時(shí)我們還看到如下代碼：

static struct _category_t *L_OBJC_LABEL_CATEGORY_$ [1] __attribute__((used, section ("__DATA, __objc_catlist,regular,no_dead_strip")))= {
    &_OBJC_$_CATEGORY_Dog_$_test,
};

這表明分類存儲在__DATA段的__objc_catlist section里面。

2.2 分類的定義

struct category_t {
    const char *name;
    classref_t cls;
    struct method_list_t *instanceMethods;
    struct method_list_t *classMethods;
    struct protocol_list_t *protocols;
    struct property_list_t *instanceProperties;
    // Fields below this point are not always present on disk.
    struct property_list_t *_classProperties;

    method_list_t *methodsForMeta(bool isMeta) {
        if (isMeta) return classMethods;
        else return instanceMethods;
    }

    property_list_t *propertiesForMeta(bool isMeta, struct header_info *hi);
};

name : 是分類所關(guān)聯(lián)的類，也就是類的名字，而不是分類的名字
cls : 我們在前面可以看到 clang 重寫后這個(gè)值為 0，但是后面有注釋為 &OBJC_CLASS_$_Dog，也就是我們的類對象的定義，所以這里其實(shí)就是我們要擴(kuò)展的類對象，只是在編譯期這個(gè)值并不存在
instanceMethods : 分類上存儲的實(shí)例方法
classMethods ：分類上存儲的類方法
protocols ：分類所實(shí)現(xiàn)的協(xié)議
instanceProperties ：分類所定義的實(shí)例屬性，不過我們一般在分類中添加屬性都是通過關(guān)聯(lián)對象來實(shí)現(xiàn)的
_classProperties ：分類所定義的類屬性。這里有一行注釋：Fields below this point are not always present on disk. 下面的內(nèi)容并不是一直在磁盤上保存，也就是說他是一個(gè)私有屬性，但并不是一直都存在的。

三、分類的加載

前面我們已經(jīng)知道了懶加載類和非懶加載類，分類也分為懶加載和非懶加載。

3.1 懶加載類 & 懶加載分類

從前面的分析，我們知道分類的加載過程：realizeClassWithoutSwift -> methodizeClass -> methodizeClass -> attachCategories。

attachCategories.png

3.2 總結(jié)

分類的加載可以簡單以是否實(shí)現(xiàn)load方法分類：

1. 懶加載：編譯時(shí)確定
2. 非懶加載：運(yùn)行時(shí)確定

這也說明分類和類的加載是不一樣的，我們可以把他們分為四類：

1. 懶加載分類 & 懶加載類：
   類的加載在第一次消息發(fā)送的時(shí)候，而分類的加載則在編譯時(shí)

消息發(fā)送的時(shí)候 -> lookuporforward ->  realizeClassWithoutSwift -> methodlizeClass 
不進(jìn)addUnattachedCategoryForClass，直接走data()

2. 懶加載分類 & 非懶加載類：
   類的加載在 _read_images 處，分類的加載還是在編譯時(shí)

read_images -> realizeClassWithoutSwift -> methodlizeClass -> 不需要添加表 -> 直接在相應(yīng)data() -> ro

3. 非懶加載分類 & 懶加載類：
   類的加載在 load_images 內(nèi)部，分類的加載在類加載之后的 methodizeClass

3.1 發(fā)送消息的時(shí)候就去讀取 -> realizeClassWithoutSwift -> methodlizeClass
3.2 就是我的類要在消息發(fā)送的時(shí)候才有 - 但是我的分類提前了 - 需要加載 - read_images - addUnattachedCategoryForClass - 但是沒有實(shí)現(xiàn)類 就會在下面 prepare_load_methods 實(shí)現(xiàn)
3.3 prepare_load_methods - realizeClassWithoutSwift 給你提前了實(shí)現(xiàn)類的信息 - unattachedCategoriesForClass

4. 非懶加載分類 & 非懶加載類：
   類的加載在 _read_images 處，分類的加載在類加載之后的 reMethodizeClass

read_images -> realizeClassWithoutSwift -> methodlizeClass -> addUnattachedCategoryForClass -> 判斷是否實(shí)現(xiàn) -> 這里看到上面一行就在read_images 實(shí)現(xiàn)了
if (cls->isRealized()) {
   remethodizeClass(cls); -> 實(shí)現(xiàn)類信息
}
attachCategories 加載分類數(shù)據(jù)進(jìn)來

參考資料

sunnyxx：objc_category_secret
美團(tuán)：category